聚苯硫醚（PPS）的介绍以及加工特性

永恒的爱

聚苯硫醚，全称为聚亚苯基硫醚，英文名称为Polyphenylene sulfide，简称PPS（以下称聚苯硫醚或称PPS）。PPS的分子结构比较简单，分子主链由苯环和硫原子交替排列，大量的苯环赋予PPS以刚性，大量的硫醚键又提供柔顺性。分子结构对称，易于结晶，无极性，电性能好，不吸水。　　

　　 PPS是美国菲利普公司于1971年首先实现工业化生产的，其次为日本的东丽公司，其他一些生产厂家也主要集中在美国和日本，西欧各国现在均不生产PPS。我国的天津合成材料研究所、广州化学试剂二厂、四川自贡化学试剂厂、河北工学院化工系及广州化工研究所等单位曾有少量生产，目前只有自贡和成都的厂家生产，到2000年，世界PPS的产量可达到5万t/a。PPS的最大需求为日本占33％，北美占32％，西欧占19％，亚太占16％。
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2 z( g( H7 }+ E) N　　 PPS的突出性能有：良好的耐热性能，可在180~220℃温度范围内使用；耐腐蚀性接近聚四氟乙烯；电性能优异；机械性能优异；阻燃性能好。

　　 PPS的不足之处有：价格太高，在耐高温塑料中属于低价位，但比通用工程塑料高许多；韧性差，性脆；中粘度不稳定。纯PPS因性能脆而很少单独使用，应用的PPS多为其改性能品种。具体有：40％玻璃纤维增强PPS（R-4），无机填充PPS（R-8），碳纤维增强PPS（G-6）等。PPS的发展速度很快，预计它将成为第六大工程塑料。
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0 H1 s  T% Y; O$ Z" K4 e聚苯硫醚的特性与应用
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一 、特性
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* d# f! e" r8 g（1）一般性能： PPS为一种外观白色、高结晶度、硬而脆的聚合物，纯PPS的相对密度为1.3，但改性后会增大。PPS有吸水率极小，一般只有0.03％左右。PPS的阻燃性好，其氧指数高达44％以上；与其他塑料相比，它在塑料中属于高阻燃材料（纯PVC的氧指数为47％、PSF为30％、PA66为29％、MPPO为28％，PC为25％）。

（2）机械性能： 纯PPS的机械性能不高，尤其冲击强度比较低。以玻璃纤维增强后会大幅度提高冲击强度，由27J/m增大到76J/m，增大3倍；拉伸强度由6Mpa增大到137Mpa，增大1倍。PPS的刚性很高，在工程塑料中少见。纯PPS的弯曲模量可达3.8Gpa，无机填充改性后可达到12.6Gpa,增大5倍之多。而以刚性著称的PPO仅为2.55Gpa，PC仅为2.1Gpa。

3 a, \+ T# H! I" L$ V　　 PPS在负荷下的耐蠕变性好，硬度高；耐磨性高，其1000转时的磨耗量仅为0.04g，填充F4及二硫化钼后还会进一步得到改善；PPS还具有一定的自润性。PPS的机械性能对温度的敏感性能小（3）热学性能： PPS具有优异的热性能，短期可耐260℃，并可在200~240℃下长期使用；其耐热性与PI相当，仅次于F4塑料，这在热固性塑料中也不多见。
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（4）电学性能：PPS的电性能十分突出，与其他工程塑料相比，其介电常数和介电损耗角正切值都比较低，并且在较大的频率、温度及温度范围内变化不大；PPS的耐电弧好，可与热固性塑料媲美。PPS常用于电器绝缘材料，其用量可占30％左右。

1 V9 v" `* o; `5 D  M（5）环境性能：PPS的最大特点之一为耐化学腐蚀性好，其化学稳定性能仅次于F4；PPS对大多酸、酯、酮、醛、酚及脂肪烃、芳香烃、氯代烃等稳定，不耐氯代联苯及氧化性酸、氧化剂、浓硫酸、浓硝酸、王水、过氧化氢及次氯酸钠等。PPS的耐辐射性好。
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二、应用范围
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7 A! |( n' x- g" \  V（1）汽车工业：PPS用于汽车工业占45％左右，主要用于汽车功能件；如可代替金属制作排气筒循环阀及水泵叶轮，气动信号调解器等。
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' s% O1 Q, d7 ]0 C' R/ {5 E（2）电子电器：PPS用于电子电器工业可占30％，它适合于环境温度高于200℃的高温电器元件；可制造发电机和发动机上的点涮、电涮托架、启动器线圈、屏蔽罩及叶片等；在电视机上，可用于高电压外壳及插座、接线柱及端子板等；在电子工业、制造变压器、阻流圈及继电器的骨架和壳体，集成电路载体；利用高频性能，制造H级绕线架和微调电容器等。
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8 \: w( ]$ k$ e（3）机械工业：用于壳体、结构件、耐磨件及密封材料，具体有泵体、阀门、轴承、轴承支架、活塞环及齿轮等。

聚硫苯醚(PPS)的成型加工

# Y4 S3 J" h) w( r一．加工特性
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! H# v, x0 O% d$ c0 X% T  n　　 树脂厂商提供的PPS为一种相对质量比较低（4000~5000）、结晶度较高（75％）的白色粉末，这种纯PPS无法直接塑化成型，只能用于喷涂。用于塑化成型的PPS，必须进行交联改性处理，使熔体的粘度上升。一般交联后的熔融指数达到10~20为宜；进行玻璃纤维增强PPS的熔融指数可大一些，但不能大于200。

: g* p5 q6 S% K9 @# s　　 PPS的交联方法有热交联和化学交联两种，目前以热交联为主。热交联的交联温度为150~350℃，低于150℃不发生交联，高于350℃发生高度交联，反而导致加工困难。
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　　 化学交联需要加入交联促进剂，具体的品种有氧化锌、氧化铅、氧化镁、氧化钴等以及酚类化合物，六甲氧基甲基三聚氰酰胺、过氧化氢、碱金属或碱土金属的次氯酸盐等。

  c; w; i/ [: X# S　　 PPS虽有交联，但流动性下降不多；因此，废料可重复使用三次；PPS本身具有脱模性，可不必加入脱模剂；PPS经过热处理可提高结晶度及热变形温度，后处理的条件为：温度204℃，时间30min。

8 e  Z. E0 B! \1 y8 q7 J二．加工方法

（1）注塑：可采用通用注塑机，玻璃纤维增强PPS的熔融指数以50为宜。注塑的工艺条件为：料筒温度，纯PPS为280~330℃，40％GFPPS为300-350℃；喷嘴温度，纯PPS为305℃，40％GFPPS为330℃；模具温度120-180℃；注塑压力，50-130 MPA。

0 {) b9 y$ [- i! ?（2）挤出：采用排气式挤出机，工艺为：加料段温度小于200℃；料筒温度300-340℃，连接体温度320-340℃，口模温度300-320℃。
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（3）模压成型：适合大型制品，采用两次压缩，先冷却，后热压。热压的预热温度纯PPS为360℃左右15min,GFPPS为380℃左右20min;模压压力为10~30Mpa，冷却到150℃脱模。
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+ ^9 v3 z8 J" ^' _（4）喷涂成型：采用悬浮喷涂法和悬浮喷涂与干粉热喷混合法，都是将PPS喷涂到金属表面，再经过塑化、淬火处理而得到涂层；PPS的涂层处理温度在300℃以上，保温30min。